摘要：为了解决药房的设备中自动出药装置的不出药的故障，本文在通过对该自动化设备的相关基本工作原理及其基本结构通过使用MATLAB软件进行模拟优化后，对设备结构中的翻板进行了验证试验，从而设计出了比较合理的结构参数，比较完美地解决了药房自动化设备不出药的故障。
关键词：药房；自动化设备；出药装置；优化；仿真；验证
0、引言
随着我国经济和社会的持续、迅猛发展，自动化设备在各行各业中的运用也越来越多，为提高社会的生产率和人们的工作效率提供了坚强保障。在医药行业中，自动化设备也得到了广泛地应用，在医院的药房中各种自动化设备更是层出不穷，而对医院药房的自动化设备的相关研究也得到了业界的极大关注。早在上世纪90年代，就有欧美发达国家的相关生产设备企业对药房的自动化设备进行了详细研究及产业化应用[1]。在国内，随着我国医疗产业的不断发展壮大，国家也在大力推广医疗产业自动化和科学化，已经有越来越多的国产自动化设备生产企业加入到这个行业的竞争中来，并且提供了较为丰富的药房自动化设备的设计及产品。
本文进行优化设计的自动化出药设备是一种能够在医院药房里对盒装药品进行快速储存以及分发的装置，该装置主要包括自动化上药装置、自动储药装置以及自动出药装置这三个部分。该装置可以在机械手的帮助下对药房内的大量药品进行自动、快速且有序地上药；上好药以后，可以通过倾斜式地储物槽将药品快速高效地储存在药柜中；然后对照处方，基于重力落料的原理即可实现对药品的快速、准确地发放到病患手中[2]。但是在药房自动化设备的实际运行中，由于医院内拿药取药的病人较多，需要自动发药装置长时间、高强度地完成对药品的上药、存储以及发放的流程，从而会出现出药错误或者干脆不能出药的故障。因此，需要对自动出药装置进行进一步的优化设计，提高其出药的正确率。
1、药房自动出药装置的基本原理及构造
1.1、自动出药装置的基本工作原理
一般而言，药房中的自动出药装置要能实现两种最基本的功能，首先是无论何时都能够对储药槽中的药品进行实时、精确和快速定位，保证药品能够被准确识别；其次是能够高效准确地分发药柜中的药品。同时为了提高药品的存储效率，需要压缩自动出药装置所占的体积空间。
在自动出药装置中，其主体结构是翻板结构以及具有电磁铁的升降机。在每一个储药槽的端口都会固定着一个翻板机构，同时把数个电磁铁排列在升降机上，与储药槽一一对应。进行药品的出药操作时，升降机可以升到相关药品的位置，首先完成定位，然后克服扭簧的扭矩翻转，将槽口的翻板翻转从而将制定的药品发放给病患及家属。
1.2、翻板结构的设计
在自动发药装置中，翻板结构是十分重要的结构，其主要包括翻板、后滚轮、复位扭簧、挡边滚轮等组成。进行药品的上药操作时，翻板结构的挡边在药品的前面；进行发药操作时，通过电磁铁的通电去推动翻板的后滚轮，把药盒的前侧推高，使辅助药盒越过了挡边滚轮，从而在重力作用下完成药品的发放。在整个发药的过程中，翻版机构中的挡边滚轮与后滚轮可以改变药盒和翻板之间的摩擦类型，变滑动摩擦力为滚动摩擦力，从而使药品更好地下滑。当电磁铁完成了顶出的操作后，翻板结构的后滚轮就会使后续的药盒回到原来位置，挡边滚轮完成直立动作去限制后续的药盒，从而完成了整个发药的流程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
在翻版结构的设计过程中需要重点关注以下三个方面：
1）调整好翻板结构的挡边滚轮的有效高度，如果其有效高度过低，就会使滚轮无法阻止药盒的下滑，进而使得药盒在上药过程中不能准确地出药；如果挡边滚轮的有效高度过高就是使药品的出药比较困难，就不能按时、按量的完成出药的任务。
2）翻板的翻边长度：在保证电磁铁的行程不变时，翻边长度越长，对药盒的提升高度就越有帮助，使得药品的出药速度也大大提升；但是与此同时，不同种类的药品，其种类和大小不一，从而导致长度较短的药品会卡在翻边结构和挡轮的中间，有可能会使出药装置全线停摆，甚至导致出药设备的直接损毁。
3）翻板结构的翻转角度
翻板的翻转角度如不能调整到位，就会导致对药品进行定位的挡边降到比较合理的高度。因此。为了避免这种情况的发生，应该尽可能地增大翻转角度，保证药品的按时、快速发放。
2、对翻板结构的模拟仿真设计
通过对翻板结构的基本原理及机构构造进行分析可知，在翻板结构中，最重要的设计时翻板的挡药前枝长度与翻边的长度，这两者的长度过长或者过短都会影响顺利出药。基于此，本文通过MATLAB建模软件，建立了相关数学模型，对这两种长度进行了模拟。通过构建的这个模型可知，挡药前枝的高度越高，且翻边抬起的高度越高时，出药就越快越顺利。在进行建模的过程中，需要对一些边界条件进行限定：1）为了避免存储在药盒中的药品与运动中的升降机进行接触，就必须把翻板结构的中心设计在药盒外面；2）在出药过程中，需要保证初始的出药高度高于5mm，从而提升装置对药品的定位精准性，同时，初始高度也不需要高于12mm；3）不能使装药的药盒伸入翻边机构的长度超过其本身长度的一半，从而避免在发药过程中出现药品卡在翻板结构中间的情况发生，通过大量的数据统计可知，一般药盒的长度不能短于40mm，太短就会出现卡在翻板中的情形；4）因为出药装置中的电磁铁的行程不是无限的，因此需要对翻板结构中的翻转角度进行限定，一般情况下其翻转角度不能大于45°，以保证设备的安全正常运行；5）必须保证翻板结构的前枝长度和翻边长度均大于0。
经过模拟计算后可得，在翻板结构的挡药前枝的长度在15mm左右，且翻板的翻边长度为25mm左右，翻板结构的轴距离药盒的角点大约12.7mm时，翻板结构大约会翻转45°，在这种情况下，挡药的前枝和翻边结构的顶端之间的倾角达到最大，大约在0.8°，这个角度是最利于药品快速准确地从出药装置中发放到病患手中的。
3、对翻板结构进行试验认证
用MATLAB模拟软件得出的各个尺寸数据之后，还需要对这些数据进行实测验证，从而保证其在自动出药装置中能正常运行[3]。通过试验可知，当药品的药盒长度范围在40mm到224mm之间时，自动设备均能正常、高效地发放药品，通过统计分析可知自动发药系统平均需要18秒左右来处理一张处方开出的药，平均每天能够发出约1600张处方的药，在此基础上，出药装置的发药错误率非常低，因此可以确认，本设计得出的参数满足前期的预想和预定的各种技术参数指标。
4、结语
本文通过对药房中自动化出药设备的基本原理及结构进行分析的基础上，对设备的翻板结构采用MATLAB软件进行了模拟优化设计，经过试验验证，该优化设计能够很好地满足前期的预想，大大降低了药房自动化发药设备的故障率，取得了良好的经济效益。
参考文献
[1]陆国红,苏克剑,陈彬,等.我院药房自动化设备的应用与智能化管理的探索[J].世界临床药物,2015(4):261-263.
[2]叶晓云,秦涛,王喜丹,等.某院门诊药房在使用自动化设备前后的调剂差错对比分析[J].中国处方药,2016,14(10):9-11.
[3]张健.实施医院门诊药房自动化的优势与问题[J].中国药业,2015,24(21):166-167.
论文作者:廖山
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/12
标签：结构论文; 药品论文; 药房论文; 装置论文; 自动化设备论文; 滚轮论文; 长度论文; 《基层建设》2017年第7期论文;